焦雨铃
北京大学生命科学学院/定量生物学中心 教授
生命科学联合中心PI
电子邮件：yuling(dot)jiao(at)pku(dot)edu(dot)cn
实验室主页：https://www.bio.pku.edu.cn/homes/Index/news_cont_jl/16/8.html
研究领域：
本课题组致力于解析植物发育过程中的形态建成，并探索合成生物技术的应用。具体研究包括：
1. 形态的涌现
我们对基因、蛋白等分子机器的认识相对深入，但对它们如何组合与协调，进而形成组织与器官却所知有限。三维形态的建成不仅塑造了自然界的多样性，也是器官行使功能的基础。大量简单个体通过局部互动，能在系统层面涌现出全新的性质或模式。我们融合数学建模、人工智能与定量实验，旨在阐释基因与蛋白的“涌现”现象如何决定植物茎叶的形态，并最终实现器官形态的设计与定制。
2. 植物合成生物技术
随着对生命过程理解的加深，我们已能够在局部改造生物体系。我们在植物中挖掘可改造的部件与通路，发展新型合成生物技术。一方面，聚焦植物基因组与染色体改造，建立合成基因组技术，通过基因组重构开发颠覆性的基因工程底盘技术；另一方面，探索以植物为对象重构信号通路、合成医药与工业产品，推动植物底盘的工程化应用。
研究兴趣：
生命系统中仍存在大量未解之谜，其核心在于生物作为复杂体系所表现出的诸多亟待阐释的涌现现象。相较于单纯挖掘新功能基因，本实验室在植物中解析未知过程的建立机制。以下是一些我们的研究发现：
1. 茎尖Sussex信号：茎尖通过生长素极性运输产生 Sussex 信号 (Qi et al., 2014 PNAS)，从而调控叶片扁平化 (Guan et al., 2017 Curr. Biol.; Wang et al., 2022 PNAS; Guan et al., 2022 Sci. Adv.)。
2. 叶片扁平化的力学调控：叶片首先通过背–腹轴细胞壁差异建立初始扁平态 (Peng et al., 2022 Curr. Biol.)，再经微管介导的应力反馈放大该扁平形态 (Zhao et al., 2020 Curr. Biol.)。
3. 分枝起源：植物分枝起源于茎尖分生组织中未彻底分化的细胞 (Shi et al., 2016 PLoS Genet.; Cao et al., 2020 Curr. Biol.)。
4. 单细胞再生：原生质体中基因表达的紊乱，部分细胞激活干细胞基因并再生 (Xu et al., 2021 Sci. Adv.)。
5. 细胞壁-膜连接：硼通过锚定细胞壁与细胞膜形成郝氏丝 (Hechtian strands)，进而稳定 PIN 等膜蛋白 (He et al., 2026 Cell)。
6. 合成基因组学：植物染色体片段可以人工合成与构建 (Chen et al., 2024 Nat. Plants)。
代表性科研成果:
1. He, M., Zhang, C., Li, Z. Wang, Y. and Jiao, Y. (2026) Boron-bridged GIPCs stabilize cell wall anchoring and PIN polar domains. Cell accepted.
2. Wang, Y., Cui, B., Du, F., Li, J. and Jiao, Y. (2026) Grass inflorescence morphodynamics guides yield improvement in wheat. Nat. Plants 12(4): 719–734.
3. Lan, T., Chen, L.-G., Wang, Y. and Jiao, Y. (2025) Genome synthesis in plants. Nat. Rev. Bioeng. 3(10): 875–889.
4. Chen, L.-G., Lan, T., Zhang, S., Zhao, M., Luo, G., Gao, Y., Zhang, Y., Du, Q., Lu, H., Li, B., Jiao, B., Hu, Z., Ma, Y., Zhao, Q., Wang, Y., Qian, W., Dai, J. and Jiao, Y. (2024) A designer synthetic chromosome fragment functions in moss. Nat. Plants 10(2): 228–239.
5. Cao, X., Du, Q., Guo, Y., Wang, Y. and Jiao, Y. (2023) Condensation of STM is critical for shoot meristem maintenance and salt tolerance in Arabidopsis. Mol. Plant 16(9): 1445–1459.
6. Wang, Q., Marconi, M., Guan, C., Wabnik, K. and Jiao, Y. (2022) Polar auxin transport modulates early leaf flattening. Proc. Natl Acad. Sci. USA119(50): e2215569119.
7. Peng, Z., Alique, D., Xiong, Y., Hu, J., Cao, X., Lü, S., Long, M., Wang, Y., Wabnik, K. and Jiao, Y. (2022) Differential growth dynamics controls aerial organ geometry. Curr. Biol. 32(22): 4854–4868.e5.
8. Wang, Y., Du, F., Wang, J., Wang, K., Tian, C., Qi, X., Lu, F., Liu, X., Ye, X. and Jiao, Y. (2022) Improving bread wheat yield through modulating an unselected AP2/ERF gene. Nat. Plants 8(8): 930–939.
9. Guan, C., Qiao, L., Xiong, Y., Zhang, L. and Jiao, Y. (2022) Coactivation of antagonistic genes stabilizes polarity patterning during shoot organogenesis. Sci. Adv. 8(23): eabn0368.
10. Xu, M., Du, Q., Tian, C., Wang, Y. and Jiao, Y. (2021) Stochastic gene expression drives mesophyll protoplast regeneration. Sci. Adv. 7(33): eabg8466.
